钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计研究

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基于承载力的设计方法,虽然能够保证钢筋混凝土框架结构不倒塌,却给经济带来损失。正是基于这样的背景,性能化抗震设计思想被提出,基于性能的结构抗震设计就是使得结构在服役期间满足不同性能目标下的要求。本文通过对性能指标的量化,指出变形控制的设计方法是实现性能化设计的重要途径。对一钢筋混凝土框架结构进行直接基于位移的抗震设计,按照“三水准”的性能指标原则将建筑物的性能划分为“使用良好”、“人身安全”和“防止倒塌”三个水平,并根据规范得到相应的层间位移角限值,分别对三种情况计算分析。并与基于承载力设计的结果进行对比,由分析结果得出,按“使用良好”的性能水平设计得到的构件截面配筋和基于承载力的方法所得到的的配筋量相近,按“防止倒塌”的性能水平设计保证结构不倒塌,应增加构件配筋量。直接基于位移的抗震设计方法配筋灵活,显示其方法的优越性。为了能够验证变形控制性能化设计方法的合理性,本文通过详细阐述能力谱法和增量动力弹塑性分析法(IDA)原理以及操作步骤,利用有限元分析软件SAP2000建立了钢筋混凝土框架有限元分析模型,考虑了材料的非线性。两种方法均可以对结构在罕遇地震作用下可能出现的薄弱层及破坏情况进行具体的量化分析,是实现基于性能的抗震设计的优良方法。通过对“三水准”的性能评估参数的确立,能力谱法能够快速评估出相对应的结果。增量动力弹塑性(IDA)法作为一种精确度更高、信息度较为全面的评估性能的方法应该更多应用于结构性能化设计当中。通过对比两种性能化分析方法的评估结果,并定义汇总后的多条增量动力弹塑性分析(IDA)曲线结构极限性能状态,表明使用位移作为指标是实现基于性能的抗震设计的良好设计方法。
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